1、1湖北省武汉市蔡甸区第二中学高中化学选修四第一节化学反应的方向导学案教师寄语：为了梦想，我们要努力向前！学习目标 1、了解熵与熵变的概念。预习学案自发过程： 列举常见的自发过程，理解其含义：自发反应：在一定温度、压强下，不借助(光、电能等）外部力量既能进行，或具有发生的可能性的反应称为自发反应。自发反应是从属于自发过程的，是属于自发过程的一部分。如何判断一个过程、一个反应能否自发进行呢？一个过程或者一个反应要自发的进行要符合什么条件呢？【探究 1】下列自发过程中有哪些变化趋势？自然界中水总是从高处往地处流；室温下冰块自动融化；共同点（能量变化方式）： 。【探究 2】观察下列几个自发进行的化学反
2、应，找出它们的共同之处：钠与水反应 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)H=368 kJ/mol铁生锈：3Fe(s)+3/2O2 (g)=Fe2O3 (s) H=824 kJ/mol共同点：H 0， 热反应，能量变化（焓变）方式 一、反应焓变与反应方向自发过程的体系取向于从 能状态转变为 能状态(焓变 0)，这一经验规律就是焓判据，是判断化学反应进行方向的判据之一。2注意：（1）焓判据只能用于判断过程的方向，能否实现要 看具体条件；（2）焓判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。（3） 反应焓变是反应能否自 发进行的一个因素，但不是唯一因素二、反应熵
3、变与反应方向1、熵： ，表示符号： 。熵值越大， 越大。2、同一条件下，不同物质的熵 ；同一物质的不同聚集状态的熵的关系： 3、举出一些熵增加（即体系的混乱度增大）过程的例子： 4、熵变：:S = ，符号： S 正负判断：气体体积增大的反应，S0,熵增加反应 气体体积减小的反应，S0NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)H=37.3kJ/molCaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H=178.2kJ/mol2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) H=126.1kJ/mol5、熵增加的反应 （有利
4、于、不利于）反应自发进行。6、只有熵增加的反应可以自发进行吗？ ，3试举例： 。熵变是 有 关的又一个因素，但不是唯一因素。三、焓变与熵变对反应方向的共同影响自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于 （2）混乱度趋于 3.适用判据应注意的问题：（1）判断反应的自发性要结合H 和S，利用H-TS（2）条件是一定温度、压强下（3）反应具有自发性，只能说明这个反应有进行的趋势，但这个 反应到底能不能反应，那还要看反应进行的限度和反应进行的速率。课堂学案练习：判断下列物质混合后在给定条件下能否反应，若能反应请写出化学方程式。 NaOH 溶液与盐酸混合 NaCl 溶液与水混合： 氢气、氮气在高温、高压和催
5、化剂条件下混合： 氢气、氧气在常温下混合： 氢气、氧气混合后点燃：1、自发反应：在给定的一组条件下，一个反应可以自发地进行到显著程度。2、反应焓变与反应方向 交流研讨课本 P35 写出下列反应的热化学方程式，分析反应的自发性。4 1mol Fe(OH)2 (S) 与 O2(g)、H2O（l）反应生成 1mol Fe(OH)3 (S) 放出的热量为111.1KJ 1mol NH4HCO3 (S) 与足量 CH3COOH 溶液反应，吸收的热量为 37.30 KJ 1mol CaCO3 (S) 分解成 CaO (S) 和 CO2(g) 吸收的热量为 176.5KJ判断： 所有的自发进行的反应都是放热
6、反应。 （ ） 反应焓变是与反应能自发进行有关的唯一因素。 （ ）3、反应熵变与反应方向交流研讨固体硝酸铵溶解是 过程，NaOH 溶解是 过程，而 NaCl、蔗糖的溶解过程焓变 。固体溶解的共同特点是： ，即 ，或者说 。 熵： 注意： 在同一条件下，不同物质的熵 。 同一物质的熵与 及 有关。如同一物质量相同时，S（g） S（l） S（s） 熵变 列举熵增加的过程： 列举熵减小的过程： 判断： 熵变是反应能否自发进行的因素，但不是唯一因素。 （ ）5 熵增加有利于反应的自发进行。 （ ）练习： 下列过程的熵变的判断不正确的是（ ）A、溶解少量食盐于水中：S0 B、碳和氧气反应生成 CO（g）
7、：S0C、H2O（g）变成液态水：S0 D、CaCO3 (S) 分解成 CaO (S) 和 CO2(g) ：S0 下列关于冰熔化为水的过程判断正确的是（ ）A、H0 S 0 B、H0 S 0 C、H0 S 0 D、H0 S 03、焓变与熵变对反应方向的共同影响 化学反应方向的判断依据： 由化学反应方向的判断可以得出，对于 、 的反应一定能自发进行，而、 的反应一定不能自发进行；当焓变与熵变作用相反时，若相差悬殊，某一因素可占主导地位，若相差不大， 可能对反应方向起决定作用。讨论：已知反应 2NO（g）+ 2CO（g）= N2（g）+2CO2（g）在 298K，100KPa 下，其H = 113
8、.0kJ/mol S = 143.5J/molK 请讨论该反应是否可 用于消除汽车尾气中的 NO？请说明道理 。 已知汽车发动机内的温度高于 2000K，能否认为设计一个装置使该反应在发动机中进行？请分析说明。若 假定该反应的 H 随温度的变化忽略不计，请计算使该反应能够自发进行的最高温度。6【巩固练习】教师寄语：好的学习习惯是及时的练习、反思与总结。1、下列结论中正确的是（ ）A、自发反应一定是放热反应 B、自发一定是吸热反应C、有的吸热反应也能自发进行 D、吸热反应不能自发进行2、下列说法不正确的是（ ）A、冰水的过程若自发进行，H TS B、水冰的过程若自发进行，H0C、冰 水的平衡状态
9、，H = TS D、水冰的平衡状态，H = 03、对于化学反应，下列说法不正确的是（ ）A、HTS = 0 可逆过程（化学平衡状态）B、HTS 0 非可逆过程（正反应自发）C、HTS 0 非可逆过程（正反应非自发，逆反应自发）D、H 0，S 0 可逆过程（正反应自发）4、下列关于单位的表述错误的是（ ）A、S 的单位是 kJmol-1 B、H 的单位是 kJmol-1C、H 的单位是 Jmol-1 D、S 的单位是 Jmol-1 K-15、下列变化中 S0 的是（ ）A、固体 NaCl 溶于水 B、水蒸发为水蒸气C、N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） D、2H2O O2 + 2H26、下
10、列组合中在任何温度下反应均能自发进行的是（ ）A、H 0，S 0 B、H 0，S 0C、H 0，S 0 D、H 0，S 07、25时，KNO3 在水中的饱和溶液物质的量浓度是 6molL-1，若将 1mol 固体 KNO3 置7于 1L 水中，则 KNO3 变成盐溶液过程的HTS 的取值为（ ）A、0 B、= 0 C、0 D、不能确定8、已知反应 CO（g）C（s）+1/2O2（g）的 H 为正值，S 为负值。设H 和S 不随温度而变化，下列说法中正确的是（ ）A、低温下是自发变化 B、高温下是自发变化C、低温下是非自发变化，高温下是自发变化 D、任何温度下都是非自发变化9、对于反应：C2H5
11、OH（g）C2H4（g）+H2O（g） ；H = 45.78kJ/mol S = 126.19 J/molK 请通过计算判断在 298.15K 时，此反应能否进行？10、高温时空气中的 N2 和 O2 会反应生成 NO 而污染大气：N2（g）+O2（g）2NO（g） 。试通过计算说明在 1200的条件下，此反应能否正向自发进行？估算自发进行的最低温度是多少？（已知H = 180.50kJ/mol S = 247.7 J/molK）课堂小测 教师寄语：思考就有收获！1、化学反应的自发与否可用下列哪些数据判断（ ）A、仅用焓变 B、仅用熵变 C、仅用温差变 D、用HTS2、在 298K 时，NaC
12、l 在水中的溶解度为 26g。如将 1mol NaCl 溶解在 1L 水中，此溶解过程中体系的HTS 和熵变如何变化（ ）A、HTS0 S0 B、HTS 0 S0 C、HTS0 S0 D、HTS0 S03、在 298K 及 101.325KPa 下发生下列反应: 2H2(g) + O2(g) = H2O（l） CaO (S) + CO2(g) = CaCO3 (S) 其熵变分别为S(1)、S（2） ，则下列情况正确的是A、S(1) 0、S（2）0 B、S(1) 0、S（2）0C、S(1) 0、S（2）0 D、S(1) 0、S（2）04.下列说法完全正确的是（ ）A.放热反应均是自发反应 B.S 为正值的反应均是自发反应8C.物质的量增加的反应，S 为正值D.如果 H 和 S 均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行5.下列反应中，S 最大的是（ ）A.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) D.CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO45H2O(s)6.某反应AB(g)=C(g)+3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温下能自发进行，则该反应的 H、S 应为（ ）A.H 0 B. H 0，S 0 D. H 0，S 0
